▷ ما هو القياس الطيفي؟

تشرح هذه المقالة ما هو القياس الطيفي. لذلك ستجد تعريف القياس الطيفي وما هو مقياس الطيف الضوئي وما هو قياس الطيف الضوئي المستخدم.

ما هو القياس الطيفي؟

القياس الطيفي هو تقنية تقيس كمية الضوء التي تمتصها مادة كيميائية. بالإضافة إلى ذلك، يتيح القياس الطيفي تحديد تركيز مركب كيميائي، حيث أن كمية الضوء الممتصة تعتمد على التركيز.

يعتمد القياس الطيفي على مبدأ أنه كلما زاد تركيز المادة الكيميائية، كلما زادت كمية الضوء التي تمتصها. وبالتالي، يمكن تحديد تركيز العينة من كمية الضوء التي تمتصها.

بشكل عام، يستخدم القياس الطيفي الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء. الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء غير مرئية للعين البشرية ويتراوح طولها الموجي من حوالي 100 إلى 400 نانومتر ومن 700 إلى 1000 نانومتر على التوالي. من ناحية أخرى، الضوء المرئي هو منطقة الطيف الكهرومغناطيسي التي يمكن لأعيننا رؤيتها ويغطي طول موجته نطاقًا يتراوح بين 380 نانومتر و750 نانومتر تقريبًا.

يعد القياس الطيفي مفيدًا جدًا في الفيزياء والكيمياء، نظرًا لأن جميع المواد يمكنها امتصاص الطاقة الضوئية. ومن الناحية المنطقية، فإن كمية الضوء الممتصة تعتمد على بنية الجزيئات وخصائص المادة. على سبيل المثال، يرجع اختلاف ألوان المواد إلى حقيقة أن كل منها يمتص الضوء بطول موجي مختلف.

القياس الطيفي وقانون لامبرت بير

في القياس الطيفي، يعد قانون لامبرت-بير مهمًا جدًا لأنه يربط كمية الضوء التي يمتصها المحلول بتركيزه.

وبالتالي فإن صيغة قانون لامبرت بير هي كما يلي:

$\displaystyle A=\log\frac{I_0}{I}=\varepsilon\cdot\ell \cdot c$

ذهب:

$A$

هي الامتصاصية، أي كمية الضوء الممتصة.
$I_0$

هي شدة الضوء الوارد.
$I$

هي شدة الضوء الناتج.
$\varepsilon$

هو معامل الانقراض، وهو ثابت التناسب.
$\ell$

هو الطول الذي يقطعه الضوء في المنتصف.
$c$

هو تركيز المادة التي تمتص الضوء.

هذه الصيغة صالحة فقط للمحاليل المخففة، أو بمعنى آخر، صالحة فقط للسوائل.

مقياس الطيف الضوئي

مقياس الطيف الضوئي هو الأداة التي تسمح بإجراء قياس الطيف الضوئي. بمعنى آخر، مقياس الطيف الضوئي هو جهاز يستخدم لقياس شدة الضوء الممتص.

يمكن أيضًا استخدام مقياس الطيف الضوئي لتقييم لون الجسم؛ في الواقع، تطبيقات مقياس الطيف الضوئي تكاد لا تنتهي.

باستخدام مقياس الطيف الضوئي، يمكنك تحليل أي نوع من الأشياء عمليًا: السوائل والبلاستيك والأقمشة والمعادن والورق… حتى لو تمت دراسة المحاليل بشكل طبيعي.

تجدر الإشارة إلى أن مقياس الطيف الضوئي هو اتحاد بين أداتين مختلفتين: مقياس الطيف الضوئي ومقياس الضوء. من ناحية، فإن مقياس الطيف هو الجهاز الذي ينتج الضوء بالطول الموجي المطلوب، ومن ناحية أخرى، يكون مقياس الضوء مسؤولاً عن قياس شدة الضوء الذي تمتصه العينة.

تطبيقات القياس الطيفي

على الرغم من أن الأمر قد لا يبدو واضحًا بالنسبة لك، إلا أن القياس الطيفي له العديد من التطبيقات في الحياة اليومية. في هذا القسم سوف نرى استخدام هذه المنهجية.

في قطاع الأغذية، يتم استخدام القياس الطيفي لإجراء عمليات مراقبة الجودة، لأنه يسمح بتحديد تركيز بعض المواد في الغذاء.

وبالمثل، يُستخدم القياس الطيفي أيضًا لرصد ومعالجة المياه، لأنه إذا كان الماء يحتوي على تركيز عالٍ جدًا من عناصر كيميائية معينة، فإنه يعتبر ملوثًا وبالتالي غير صالح للشرب.

وبالمثل، يُستخدم القياس الطيفي أيضًا لمراقبة الجودة البيئية. تقوم المختبرات بإجراء اختبارات طيفية لتحليل المواد الكيميائية.

في صناعة النسيج، يتم استخدام القياس الطيفي لتحديد التركيب الكيميائي للمواد. ويمكن أيضًا استخدام هذا الفرع من العلوم لمعرفة تركيبة الدهانات المستخدمة.